2021 届“3+3+3”高考备考诊断性联考卷(一)
文科数学
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写
清楚.
2.每小题选出答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦
干净后,再选涂其他答案标号.在试题卷上作答无效.
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回.满分 150 分,考试用时 120 分钟.
一、选择题:本大题共 12 个小题,每小题 5 分,共 60 分.在每小题给出的四个选项中,只有
一项是符合题目要求的.
1. 已知集合 { | ( 2) 0}A x x x , { | 1}B x x ,则 A B ( )
A. (0,1) B. (1,2) C. 0,1 D. 1,2
【答案】D
【解析】
【分析】
先化简集合 A ,再由交集的概念,即可得出结果.
【详解】 集合 { | ( 2) 0} { | 0 2}A x x x x x , { | 1}B x x ,
{ |1 2}A B x x .
故选:D.
【点睛】本题考查求集合的交集,熟记交集的概念即可,涉及一元二次不等式的解法,属于基础题.
2. 设复数 z 满足 2 1z i ,则 z 的虚部是( )
A. 1
3
B. 1
3i
C. 1
5
D. 1
5 i
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
1 2 2 2 1
2 2 2 5 5 5
i iz ii i i
,虚部为 1
5
,
故选:C.
3. 设一组样本数据 1 2, , , nx x x 的均值为1.1,若 1 21, 1, , 1nax ax ax 的均值为3.2,则 a 的值为( )
A. 2 B. 1
C. 2.2 D. 2.1
【答案】A
【解析】
【分析】根据线性变换后新数据与原数据的均值关系求解.
【详解】由题意1.1 1 3.2a , 2a .
故选:A.
【点睛】结论点睛:数据 1 2, , , nx x x 的均值为 x ,方差为 2s ,则新数据 1 2 , , nax b ax b ax b , 的均值
为 ax b ,方差为 2 2a s .
4. 某项研究成果发现,试管内某种病毒细胞的总数 y 和天数t 的函数关系为 13ty ,且该种病毒细胞的个
数超过 810 时会发生变异,则该种病毒细胞实验最多进行的天数为( )天 3 0.477lg
A. 15 B. 16
C. 17 D. 18
【答案】C
【解析】
【分析】由题意列出关于t 的指数方程解出t 即可得结果.
【详解】取 1 83 10ty ,故 8
3 31 log 10 8log 10t ,
即 3
18log 10 1 8 1 17.77lg3t
,
故该种病毒细胞实验最多进行的天数为 17,
故选:C.
5. 23sin sin cos 3, ( )0, ,则 cos 4
的值为( )
A. 6 2
4
或 2
2
B. 2 6
4
C. 6 2
4
或 2 6
4
D. 6 2
4
【答案】A
【解析】
【分析】利用降幂公式以及辅助角公式化简可得 3sin(2 )3 2
,解出 ,将其代入到 cos 4
中
即可得结果.
【详解】∵ 1 cos2 13 sin 2 32 2
,
∴ 1 3 3sin 2 cos22 2 2
,∴ 3sin(2 )3 2
,
∵ 0, ,∴ 2 3 3
或 22 3 3
,
∴
3
或
2
,
当
3
时, 2 6cos cos cos cos sin sin4 3 4 3 4 3 4 4
,
当
2
时, 2cos cos4 4 2
,
故选:A.
6. 在平面直角坐标系中, O 为坐标原点, ( ),1,1 ,2( )1M N ,点 Р 满足
1 2OM t O OM OP t ON OMN
,其中 1 22 0t t ,则点 Р 的轨迹是( )
A. 椭圆 B. 直线
C. 双曲线 D. 抛物线
【答案】B
【解析】
【分析】设点 ,Р x y ,依题意得
1
1
4 1
2 1
t x
t y
,则 6y x ,即可得答案.
【详解】设点 ,Р x y ,依题意得
1 1 11,1 , 2 1 2 2,1 4, 2t x y t t x y
所以
1
1
4 1
2 1
t x
t y
,则 6y x ,所以点 Р 的轨迹是直线
故选:B.
7. 已知抛物线 2 2 0y px p 与椭圆
2 2
16 2
x y 交于 ,A B 两点,且 ,3AOB O 为坐标原点,则 p
( )
A. 3 B. 2 3
C.
3 30
20
D. 3
6
【答案】D
【解析】
【分析】假设点 0
0 0
3, 03
xA x x
,然后代入椭圆方程可得点 A ,最后代入抛物线方程计算即可.
【详解】由题可知: AB x 轴,且 ,A B 关于 x 轴对称,
又
3AOB ,设 0
0 0
3, 03
xA x x
所以
2
0
2
0
0
3
3
1 36 2
x
x x
,所以 3,1A
所以 31 2 3 6p p
故选:D
8. 设直线 1 :3 1 0l x y 与直线 2 : 2 5 0l x y 的交点为 A ,则 A 到直线 : 2 0l x by b 的距离的
最大值为( )
A. 4 B. 10
C. 3 2 D. 11
【答案】C
【解析】
【分析】先求出 A 的坐标,再求出直线 l 所过的定点Q ,则所求距离的最大值就是 AQ 的长度.
【详解】由 3 1 0
2 5 0
x y
x y
可以得到 1
2
x
y
,故 1,2A ,
直线 l 的方程可整理为: 2 1 0x b y ,故直线 l 过定点 2, 1Q ,
因为 A 到直线l 的距离 d AQ ,当且仅当l AQ 时等号成立,
故 2 2
max 1 2 2 1 3 2d ,
故选:C.
【点睛】一般地,若直线 1 1 1 1: =0l A x B y C 和直线 2 2 2 2: 0l A x B y C 相交,那么动直线
1 1 1 2 2 2 0A x B y C A x B y C ( R )必过定点(该定点为 1 2,l l 的交点).
9. 某几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积为( )
A. 32
3
B. 16
3
C. 16 D. 48
【答案】B
【解析】
【分析】根据三视图还原该几何体的直观图可知为底面为直角三角形高为 4 的三棱锥,然后根据锥体的体
积公式计算即可.
【详解】根据三视图可知该几何体为底面为直角三角形高为 4 的三棱锥
如图所示:
所以该几何体的体积为: 1 1 162 4 43 2 3
故选:B
10. 已知 1 3 1
2 3
3 1log , log 2, log4 4a b c ,则 , ,a b c 的大小关系为( )
A. a b c B. b a c
C. c b a D. c a b
【答案】C
【解析】
【分析】使用作差的方法可得 ,a b 大小关系,并借用 1 进行比较,简单计算即可得到结果.
【详解】 1 2
2
3 3log log4 4a ,
3 1 3 2 3 2 2 3 2
2
3 3log 2 log log 2 log log 2 log 3 log 4 log 2 log 3 24 4b a
又 3 2log 2 log 3 ,所以 3 2 3 2log 2 log 3 2 log 2 log 3 2
所以 0b a ,即 b a ,且 3 3log 2 log 3 1b
又 1 1
3 3
1 1log log 14 3c ,所以 c b a
故选:C
【点睛】关键点睛:解决本题的关键在于使用作差的方法并使用基本不等式比较 ,a b 大小.
11. 在 ABC 中,已知 1 , 5,5cosA AC ABC 的面积为 2 6 ,点 M 为 BC 边上的中点,则 AM ( )
A. 21 B. 21
2
C. 33 D. 33
2
【答案】D
【解析】
【分析】由同角三角函数的基本关系式可求得sin A ,利用三角形的面积公式,可求得 AB 的值,由于 M 为
BC 边上的中点,可得 2AB AC AM ,利用平面向量数量积的运算,即可求解.
【详解】因为 1 , 55cosA AC ,所以 2 2 6sin 1 5A cos A ,
所以 ABC 的面积为 1 1 2 6sin 5 2 62 2 5AB AC A AB ,解得 =2AB ,
因为点 M 为 BC 边上的中点,所以 2AB AC AM ,
两边平方,可得 2 2 2
+2 cos 4AB AC AB AC A AM ,
可得
214 25+2 2 5 45 AM ,解得
2 33= 4AM
.
故选:D.
12. 已知以下四个结论:
①函数 y tanx 图象的一个对称中心 ,02
;
②函数 1
2y sinx 的最小正周期为 ;
③函数 2 3y sin x
的图象与函数 7 26f x cos x
的图象重合;
④若
4A B ,则 1 1 2tanA tanB .
其中,正确的结论是( )
A. ①③ B. ①④
C. ②③ D. ②④
【答案】B
【解析】
【分析】利用正切函数的图象可判断①;根据正弦函数的周期性可判断②;利用三角函数的诱导公式可判
断③;根据两角和的正切公式可判断④.
【详解】由正切函数图象特征可知①正确;
1sin 2y x 的最小正周期为 2 ,故②不正确;
sin 2 3y x
的表达式可以改写为 7cos 26f x x
,故③不正确,
由 + 4A B ,则 tan tantan 11 tan tan
A BA B A B
,
(1 tan )(1 tan ) 1 tan tan tan tan 2A B A B A B ,④正确,
故选:B.
二、填空题(每题 5 分,满分 20 分,将答案填在答题纸上)
13. 已知实数 ,x y 满足
2 8,
2 8,
0,
x y
x y
y
,则 2z x y 的最小值是__________.
【答案】4
【解析】
【分析】画出不等式组表示的可行域,由 2z x y 可得 1
2 2
zy x ,平移直线 1
2 2
zy x ,结合图形可
得最优解,于是可得所求最小值.
【详解】画出不等式组表示的可行域,如图中阴影部分所示
由 2z x y ,可得 1
2 2
zy x ,
平移直线 1
2 2
zy x ,结合图形可得,
当直线 1
2 2
zy x 经过可行域内的点 A 时,
直线在 y 轴上的截距最大,此时 z 取得最小值
由题意得 A 点坐标为 4,0 ,
∴ min 4 0 4z ,即 2z x y 的最小值是 4.
故答案为:4
14. 双曲线
2 2
2: 1 05
x yC aa
的焦点到渐近线的距离为________.
【答案】 5
【解析】
【分析】用点到直线的距离公式可得双曲线
2 2
2 2 1( 0, 0)x y a ba b
中焦点到渐近线的距离为b .
【详解】设双曲线的右焦点 ,0F c ,其中一条渐近线方程 by xa
,即 0bx ay ,
则点 ,0c 到直线 0bx ay 的距离
2 2
bc bcd bca b
,
即双曲线的焦点到渐近线的距离 d b ,
由双曲线方程可知,
2 2
2: 1 05
x yC aa
, 5b ,
即焦点到渐近线的距离为 5 .
故答案为: 5
15. 曲线 2' 3 lnf x xf e x x (其中 e 为自然对数的底数)在点 1 1, fe e
处的切线方程为
_________________.
【答案】 3 9y xe
【解析】
【分析】计算 f x ,并代入 x e ,可得 f e ,然后得到 1 1,f fe e
,最后使用点斜式可得方程.
【详解】由题可知: 2 2 16' 3 ln ' ln ' 3f x xf e x x f e x xf e xx x
所以 ln ' 36' xf x f e x f e x ,
则 ' l6 n ' 3 9f e f e e e f e ee f e
所以 29 3 lnf x ex x x ,所以
2
2
1 1 1 1 39 3 ln 9f ee e e e e
1 1 1 1 3' 9 6 ln 9 3f e ee e e e e
所以所求的切线方程为: 2
3 1 39y xe e e
,即 3 9y xe
故答案为: 3 9y xe
16. 有一块正三棱锥形状的玉石,底棱长为 2,侧棱长为 3 ,现要把玉石加工成一个玉球,则玉球的最大半
径是_______.
【答案】 3 10 15
15
【解析】
【分析】数形结合,计算各面面积,并使用等体积法求得半径.
【详解】玉球为正三棱锥的内切球,设半径为 r
如图:
点 P 在底面 ABC 的投影为底面的中心O , 2 2 3
3 3AO AD
所以 2 2 15
3PO PA AO , 1 2 2 sin 32 3ABCS △
21 2 3 1 22PAB PAC PCBS S S △ △ △
所以 1 1 5 3 10 1533 3 153 3 2ABC ABC PABS PO S S r r
△ △ △
故答案为: 3 10 15
15
【点睛】关键点点睛:本题关键在于使用等体积法求球的半径.
三、解答题(本大题共 6 小题,共 70 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17. 设各项均为正的等比数列 na 满足 2 3 4 25, 15a a a a .
(1)求 na 的通项公式;
(2)记 nS 为数列 4log na 的前 n 项和.若 1 2m m mS S S ,求 m .
【答案】(1) 24n
na ;(2) 5m
【解析】
【分析】(1)由数列是等比数列,列出关于首项和公比的方程组,再求解通项公式;(2)代入(1)的结果,
求得数列 4log na 的通项公式,再求和,列方程求实数 m 的值.
【详解】(1)设等比数列的公比为 q,首项为 1a ,
则
2
1 1
3
1 1
5
15
a q a q
a q a q
,解得: 1
1
4
4
a
q
,
所以数列 na 的通项公式 1 21 4 44
n n
na ;
(2) 2
4 4log log 4 2n
na n ,
1 2 3
2 2n
n n n nS
,即 3
2m
m mS
,
1
1 2
2m
m mS
,
2
2 1
2m
m mS
,
1 2m m mS S S ,即 3 1 2 2 1
2 2 2
m m m m m m ,
解得: 5m 或 0m (舍),
所以 5m
18. 数字人民币,是中国人民银行尚未发行的法定数字货币,即“数字货币电子支付”.央行数字货币不计付利
息,可用于小额、零售、高频的业务场景,相比于纸币没有任何差别.数字人民币试点地区是深圳、苏州、
雄安新区、成都及未来的冬奥场景.为了解居民对数字人民币的了解程度,某社区居委会随机抽取1200名社
区居民参与问卷测试,并将问卷得分绘制频率分布表如下:
得分 [30,40) 40,50 [50,60) [60,70) [70,80) [80,90) 90,100
男性人数 30 110 110 150 130 80 40
女性人数 20 60 70 180 140 50 30
(1)从该社区随机抽取一名居民参与问卷测试,试估计其得分不低于 60 分的概率;
(2)将居民对数字人民币的了解程度分为“比较了解”(得分不低于 60 分)和“不太了解”(得分低于 60 分)两
类,完成 2 2 列联表,并判断是否有 99% 的把握认为“数字人民币的了解程度”与“性别”有关?
不太了解 比较了解 总计
男性
女性
总计
附:
2
2 .n ad bcK n a b c da b c d a c b d
临界值表:
2
0P K k 0.15 0.10 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
0k 2.072 2.706 3.841 5.024 6.635 7.879 10.828
【答案】(1) 2
3
;(2)列联表见详解,有99%的把握认为“数字人民币的了解程度”与“性别”有关.
【解析】
【分析】(1)依据数据可知得分不低于 60 分的人数有 800 人,然后根据古典概型计算即可.
(2)依据数据直接填写,然后根据卡方公式计算即可.
【详解】(1)依据数据可知得分不低于 60 分的人数有 800 人,
所以得分不低于 60 分的概率 800 2
1200 3
(2)由题意得列联表如下:
不太了解 比较了解 总计
男性 250 400 650
女性 150 400 550
总计 400 800 1200
2K 的观测值
21200 (250 400 150 400) 16.783400 800 650 550k
,
因为16.783 6.635 ,
所以有99%的把握认为居民对数字人民币的了解程度与性别有关.
19. 如图,在棱长为 2 的正方体 1 1 1 1ABCD A B C D 中, , , , ,E F G P Q 分别是 1, ,CD CC 1 1 1, ,A B B C AB 的中
点.
(1)证明: PF 平面GEF ;
(2)求Q 到平面 EFG 的距离.
【答案】(1)证明见详解;(2) 2 3
3
【解析】
【分析】(1)连接 1CB ,证明 1CB // EG ,并结合中位线定理可知 FP // EG ,最后可得结果.
(2)建立空间直角坐标,计算平面GEF 的法向量,以及QG
,然后利用公式计算即可.
【详解】(1)连接 1CB ,如图
在正方体 1 1 1 1ABCD A B C D 中,因为 , , ,E F G P 分别是 1, ,CD CC 1 1 1,A B B C 的中点.
有 1CB // EG , 1CB // FP ,所以 FP // EG ,所以 PF 平面GEF
(2)建立如图所示空间直角坐标系 1D xyz
所以 2,1,2 , 0,1,2 , 0,2,1 , 2,1,0Q E F G
则 0,0, 2QG , 2,0,2 , 2,1,1GE GF
设平面 EFG 的一个法向量为 , ,n x y z
所以 2 2 00
2 00
x z z xn GE
x y z y xn GF
令 1x ,则 1,1,1n
所以Q 到平面 EFG 的距离为 2 2 3
31 1 1
n QG
n
20. 已知椭圆
2 2
2 2: 1 0x yC a ba b
的离心率为 3
2
,过椭圆右焦点的所有直线中被椭圆所截得的最短
弦长为1.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)已知直线 l 的斜率不为 0 ,若 l 过点 (1,0)P 交椭圆于 ,A B 两点,在椭圆长轴所在直线上是否存在一定
点Q ,使 QA QB 为定值,若存在,求出定点 Q 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
2
2 14
x y ;(2)存在, 17 ,08Q
【解析】
【分析】(1)由离心率 3
2
c
a
,最短弦长为通径长
22 1b
a
可求得 ,a b 得椭圆方程;
(2)设 1 1,A x y , 2 2,B x y , 0 ,0Q x ,设直线l : 1x my 代入椭圆方程应用韦达定理得 1 2 1 2,y y y y ,
从而可得 1 2 1 2,x x x x ,然后计算 QA QB ,代入 1 2 1 2,x x x x ,变形化简,由它是与 m 无关的式子得 0x 的值,
得定点坐标.
【详解】解:(1)由题意可得 3
2
ce a
,
22 1b
a
,又 2 2 2a b c ,
∴ 2a , 1b ,
2
2: 14
xC y .
(2)设 1 1,A x y , 2 2,B x y , 0 ,0Q x ,
设直线l : 1x my ,将其代入 2 24 4 0x y ,
得 2 24 2 3 0m y my ,
∴ 1 2 2
2
4
my y m
, 1 2 2
3
4y y m
,
∴ 1 2 1 2 2
82 4x x m y y m
2
2
1 2 1 2 1 2 2
4 41 4
mx x m y y m y y m
QA QB t ,则 2
1 0 1 2 0 2 1 2 0 1 2 0 1 2, ,t x x y x x y x x x x x x y y
2
2
0 02 2 2
4 4 8 3
4 4 4
m x xm m m
20
02
17 8 44
x xm
这是一个与 m 无关的常数,
∴ 0
17
8x ,t 为常数,此时存在定点 17 ,08Q
,使 QA QB 为定值.
【点睛】方法点睛:本题考查求椭圆方程,考查直线与椭圆相交中的定点问题.解题方法是“设而不求”
的思想方法,即设交点坐标为 1 1 2 2( , ),( , )x y x y ,设直线方程,代入椭圆方程后应用韦达定理得 1 2 1 2,x x x x
(需要根据方便性,可能先得 1 2 1 2,y y y y ),代入定点对应的表达式 QA QB ,利用恒等式知识求得定点坐
标.
21. 已知函数 lnf x x x .
(1)求函数 f x 的最小值;
(2)已知实数 0,a e 为自然对数的底数,若 lnxx f x ae a 在 (0 ) , 上恒成立,求实数 a 的取值
范围.
【答案】(1)1;(2) 1 ,e
.
【解析】
【分析】(1)对函数进行求导,通过导数判断出函数的单调性,进而可得最值;
(2)将不等式转换为 ln( ) lnx xae ae x x ,构造函数 ( ) ln ( 0)h x x x x ,通过函数的单调性得
x
xa e
在 0, 上恒成立,再求最值即可.
【详解】解:(1)因为 lnf x x x ,故 ( ) ( )1 11 0xf x xx x
-¢ = - = > ,
令 0f x ,得 1x ;令 0f x ,得 0 1x ,
故 f x 在 0,1 上单调递减,在 0, 上单调递增,
故函数 f x 的最小值为 1 1f
(2)由题意知 ln lnxae ax ,
两边同时加上 x ,得 ln lnxae x a x x ,
即 ln( ) lnx xae ae x x ,
设 ( ) ln ( 0)h x x x x ,则 11 0h x x
,故 h x 在 0, 上单调递增,
ln( ) lnx xae ae x x 恒成立,即 xh ae h x 恒成立,
即 xae x 在 0, 上恒成立,即 x
xa e
在 0, 上恒成立,
设 0x
xx xe
,则 1
x
xx e
,
则当 0 1x 时, 0x ,故 x 在 0,1 上单调递增;
当 1x 时, 0x ,故 x 在( )1 +¥, 上单调减,
故 max
11x e
,故 1a e
,
故所求实数 a 的取值范围为 1 ,e
.
【点睛】关键点点睛:将原不等式进行构造,利用函数的单调性转化为 xae x 在 0, 上恒成立,利用
分离参数思想再求最值即可.
请考生在第 22、23 两题中任选一题作答,并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑.注
意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题.如果多做,
则按所做的第一题计分.
【选修 4-4:坐标系与参数方程】
22. 在直角坐标系 xOy 中,曲线C 的参数方程为 2 2 3 ,
2 2 3 ,
x cos sin
y sin cos
( 为参数),以坐标原点O 为极点,
x 轴的正半轴为极轴,取相同长度单位建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为 46sin a
.
(1)求曲线 C 的直角坐标方程;
(2)直线 l 与 x 轴的交点为 M ,经过点 M 的动直线 2l 与曲线C 交于 ,P Q 两点,证明: MP MQ 为定值.
【答案】(1) 2 2 16x y ;(2)证明见详解.
【解析】
【分析】(1)根据曲线的参数方程,平方相加,即可求得曲线 C 的直角坐标方程;
(2)设过点 M 的直线方程为 8 cos
sin
x t
y t
(t 为参数),代入曲线的普通方程,根据参数的几何意义,
即可求解.
【详解】(1)解:由 2 2 2 2(2cos 2 3sin ) (2sin 2 3 cos ) 16x y ,
得曲线C 为 2 2 16x y ;
(2)证明:直线l 的极坐标方程展开为 cos 3 sin 8 ,
故l 的直角坐标方程为 3 8x y
显然 M 的坐标为 8,0 ,不妨设过点 M 的直线方程为 8 cos
sin
x t
y t
(t 为参数),
代入C 得 2 16cos 48 0t t ,设 ,P Q 对应的参数为 1t , 2t ,
得 1 2| | 48t t ,所以 48MP MQ 为定值.
【点睛】解答中熟记参数方程与普通方程,极坐标方程与直角坐标方程的互化公式,以及直线参数方程中
参数的几何意义是解答的关键.
【选修 4-5:不等式选讲】
23. 已知函数 3 ,f x x m x x R .
(1)证明:当 5m 时, 2lnf x ;
(2)若函数 22 2 7 ,g x x m x m x R ,且关于 x 的不等式 3
2g x f x m 恒成立,求实
数 m 的取值范围.
【答案】(1)证明见详解;(2) 11 2m
【解析】
【分析】(1)将 5m 代入使用绝对值三角不等式可得 2( )f x e ,最后简单计算判断即可.
(2)构造新函数 2( ) 2 2 7 3h x x m x 并使用零点分段发去掉绝对值,然后可得 min ( )h x ,最后计算
即可.
【详解】(1)证明:当 5m 时, 2( ) | 5| | 3 | | ( 5) (3 ) | 8f x x x x x e
,
则 2ln ln8 ln 2f x e 成立.
(2)解:关于 x 的不等式 3
2g x f x m 可化为 2 3| 2 2 7 | | 3| 2x m x m ,
令
2
2 2 2
2 2
2 4, 3
7( ) 2 2 7 3 3 2 10,3 2
72 4, 2
x m x
h x x m x x m x m
x m x m
,
则 2 2
min
7 1( ) 2 2h x h m m
,即 2 1 3
2 2m m ,
则有 2 3 1 02 2m m ,解得 11 2m .
【点睛】思路点睛:第(1)问使用绝对值三角不等式可化简;第(2)问构造新函数,便于计算并使用零
点分段法.